【正文】 =147N當(dāng)=，膜片芯子受膜片向下的作用力為： = 118N在上述計(jì)算式中，Pa為大氣壓的壓力，三級(jí)閥室的壓力約等于大氣壓。根據(jù)公式35，可算出二級(jí)閥口在=220 MPa時(shí)的最大縫隙。二級(jí)閥膜片上擋板直徑初選31mm，即=，=。二級(jí)閥室除了與一級(jí)閥室聯(lián)通外，還與怠速閥閥室和三級(jí)閥閥室聯(lián)通，二級(jí)閥室上面有閥蓋，三級(jí)閥口設(shè)計(jì)在二級(jí)閥蓋上。 二級(jí)減壓閥的設(shè)計(jì) 二級(jí)減壓閥的工作原理二級(jí)減壓閥的工作原理與一級(jí)減壓閥的工作原理基本一致，也屬于常開(kāi)式減壓閥，利用縫隙進(jìn)行減壓，但也有一定的不同的地方，二級(jí)減壓閥的壓力彈簧是鈕簧，可調(diào)節(jié)，而杠桿是不可調(diào)節(jié)的，閥芯可實(shí)現(xiàn)微調(diào)。根據(jù)《烴類(lèi)物理化學(xué)數(shù)據(jù)手冊(cè)》[8]22頁(yè)，關(guān)于高壓下氣體粘度的計(jì)算， 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[13] 75頁(yè)，（摘自GB/）彈簧材料選擇閥門(mén)用油淬火回火碳素彈簧鋼絲（GB4359）牌號(hào)為65Mn，這類(lèi)材料的性能是強(qiáng)度高，性能好，用于內(nèi)燃機(jī)閥門(mén)彈簧或類(lèi)似用途彈簧，而本設(shè)計(jì)的彈簧絲直徑d=，滿足要求；推薦溫度范圍為40150℃，而本設(shè)計(jì)的減壓閥要求在585℃，符合推薦溫度范圍。此時(shí)，一級(jí)閥室的壓強(qiáng)不能保持在原定范圍，但其流量可達(dá)40m3/h。因?yàn)樵撻y的最大流量可達(dá)40m3/h，當(dāng)氣體初始?jí)簭?qiáng)為220MPa時(shí)，177。177。 一級(jí)減壓閥杠桿、彈簧與閥口的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)閥口時(shí)，閥口不能取得太大，但也不能太小。閥室的容積與閥室的高度有關(guān)，容積的大小，與氣體變化快慢程度相關(guān)，因此，也要取得適當(dāng)，再參照已有減壓閥，初選27mm。該減壓閥的壓力彈簧為不可調(diào)節(jié)式彈簧，如果要調(diào)節(jié)出口壓力和流量，可調(diào)節(jié)杠桿上的調(diào)節(jié)螺釘或更換壓力彈簧。該減壓閥在未通入氣體時(shí)，閥芯與閥口保持一定的間隙，通入高壓氣體時(shí)，隨著閥室壓力的升高，氣體作用在膜片下方并克服膜片上方彈簧的壓力使膜片及其芯子產(chǎn)生向上的動(dòng)作，從而帶動(dòng)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使閥口關(guān)閉。但是在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量降低鑄造的難度，減少零部件的數(shù)量。其缺點(diǎn)是鑄造難度大，體積大，零部件多，費(fèi)用較高。 方案二及其優(yōu)缺點(diǎn)根據(jù)以上分析，采用三級(jí)減壓，本方案擬采用三級(jí)減壓，高壓截止，負(fù)壓進(jìn)氣，一、二、三級(jí)減壓方式都是采用杠桿減壓，機(jī)動(dòng)起動(dòng)，組合式。其缺點(diǎn)是不太安全，如果一級(jí)閥室損壞，高壓天然氣會(huì)從安全閥中排泄到大氣中，污染環(huán)境，如果不關(guān)閉手動(dòng)截止閥，、二級(jí)閥室，使閥室的彈簧、橡膠的使用壽命下降，而且正負(fù)壓彈簧減壓精度難以控制，需要較高的技術(shù)，因此可靠性較差。一級(jí)減壓方式為杠桿減壓，二級(jí)減壓方式為正負(fù)彈簧減壓。2 設(shè)計(jì)方案的研究與選擇 減壓調(diào)節(jié)器的分類(lèi)減壓閥按其結(jié)構(gòu)主要分為彈簧活塞式減壓閥、彈簧膜片式減壓閥、氣腔控制活塞式減壓閥和氣腔控制膜片式減壓閥；按多級(jí)減壓室的組裝方式可分為正壓進(jìn)氣減壓閥和負(fù)壓進(jìn)氣減壓閥；按減壓方式可分為杠桿式減壓閥和正負(fù)式彈簧減壓閥；按是否用電動(dòng)控制可分為機(jī)電控制式減壓閥和機(jī)械控制式減壓閥。 瞬變工況汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，由于路況的突變會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的突然改變，從而導(dǎo)致喉管真空度發(fā)生變化，三級(jí)減壓室的壓力就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，此壓力波動(dòng)將會(huì)影響到三級(jí)閥門(mén)開(kāi)度的大小，使三級(jí)減壓室CNG供給量發(fā)生相應(yīng)的變化，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的需要，為了保證減壓閥在發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變工況下的工作穩(wěn)定性，減壓閥中各運(yùn)動(dòng)零件的質(zhì)量應(yīng)較小。 怠速工況發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度很小，轉(zhuǎn)速又低，因此混合器喉管處的真空度很低，難以從減壓器燃料出口吸出天然氣，但怠速工況下節(jié)氣門(mén)后面的真空度卻很高，利用一真空管將此真空度引入真空泵室，節(jié)氣門(mén)后的真空度越大，真空膜片壓縮真空彈簧并帶動(dòng)三級(jí)閥門(mén)開(kāi)啟得越大，進(jìn)入三級(jí)減壓室的CNG便增多，這就滿足了怠速工況對(duì)混合氣的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電磁閥接通，起動(dòng)旁通氣道打開(kāi)，來(lái)自一級(jí)減壓室的CNG氣體經(jīng)起動(dòng)電磁閥的閥門(mén)和旁通氣道直接進(jìn)入三級(jí)減壓室，通過(guò)燃料出口供給混合氣，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的順利著火運(yùn)轉(zhuǎn)。尤其在冷啟動(dòng)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度很低，氣缸內(nèi)混合氣過(guò)稀，難以保證其著火與燃燒。CNG氣體由一級(jí)減壓室直接進(jìn)入三級(jí)減壓室，增大了天然氣的供給量，起動(dòng)調(diào)整螺釘用于調(diào)整旁通氣道進(jìn)口截面的大小，可根據(jù)需要改變啟動(dòng)時(shí)CNG氣體的供給量。在減壓器主氣道之外設(shè)置一旁通氣道，旁通氣道的接通與截?cái)嘤善饎?dòng)電磁閥控制。向下旋動(dòng)（順時(shí)針）調(diào)節(jié)螺釘，則推動(dòng)壓頭使三級(jí)杠桿動(dòng)作，減小三級(jí)閥門(mén)的開(kāi)度，從而減小天然氣的供給量；反之，向外旋動(dòng)（逆時(shí)針）則使三級(jí)閥門(mén)開(kāi)度增大，增加天然氣的供給量。調(diào)節(jié)助射閥螺釘可調(diào)整助射閥通道的截面，改變進(jìn)氣量。當(dāng)進(jìn)氣管真空度增大時(shí)，真空膜片向上壓縮真空彈簧，三級(jí)杠桿隨之作用，加大三級(jí)閥門(mén)的開(kāi)度，增加三級(jí)減壓室中天然氣的供給量。 真空加濃部分它是設(shè)置在二級(jí)減壓室上方的一個(gè)真空泵室，在一定的進(jìn)氣管真空度范圍內(nèi)增加進(jìn)入氣缸的天然氣量，達(dá)到加濃混合氣的目的。接近負(fù)壓的天然氣由CNG燃料出口進(jìn)入混合器。經(jīng)過(guò)兩級(jí)減壓的天然氣通過(guò)三級(jí)閥門(mén)進(jìn)入三級(jí)減壓室。 三級(jí)減壓部分三級(jí)減壓是為了進(jìn)一步降低天然氣的壓力，使其接近負(fù)壓。隨著二級(jí)減壓室中的CNG氣體不斷進(jìn)入三級(jí)減壓室，二級(jí)減壓室中的氣壓降低，當(dāng)壓力小于二級(jí)彈簧預(yù)緊力時(shí)，在二級(jí)彈簧預(yù)緊力的作用下，二級(jí)膜片被壓下，通過(guò)二級(jí)圓柱又帶動(dòng)二級(jí)杠桿動(dòng)作，使二級(jí)閥門(mén)開(kāi)度增大，進(jìn)入二級(jí)減壓室的CNG氣體量又開(kāi)始增多。在一級(jí)減壓室中經(jīng)過(guò)初步減壓的CNG氣體經(jīng)過(guò)二級(jí)閥門(mén)進(jìn)入二級(jí)減壓室，由于二級(jí)閥門(mén)的節(jié)流作用，壓力得到更進(jìn)一步的降低。增加一級(jí)彈簧預(yù)緊力，降低一級(jí)減壓室壓力及提高二級(jí)減壓室壓力等都將使一級(jí)膜片下移，一級(jí)閥門(mén)開(kāi)度加大；反之，一級(jí)膜片上移，則一級(jí)閥門(mén)開(kāi)度減小。隨著一級(jí)減壓室中氣體數(shù)量不斷增多，室內(nèi)壓力不斷升高，當(dāng)壓力上升到一定值時(shí)，一級(jí)膜片向上凸起，壓迫一級(jí)彈簧，通過(guò)一級(jí)圓柱又帶動(dòng)一級(jí)杠桿動(dòng)作，使一級(jí)閥門(mén)開(kāi)度減小，減少CNG氣體的進(jìn)入，隨著一級(jí)減壓室中的CNG氣體不斷進(jìn)入二級(jí)減壓閥室，一級(jí)減壓室中的氣壓降低，當(dāng)壓力降至某一值時(shí)，在一級(jí)彈簧預(yù)緊力的作用下，壓下一級(jí)膜片，通過(guò)一級(jí)圓柱又帶動(dòng)一級(jí)杠桿動(dòng)作，使一級(jí)閥門(mén)開(kāi)度增大，CNG氣體又流入一級(jí)減壓室。從儲(chǔ)氣瓶流出的CNG氣體依靠自身的壓力打開(kāi)一級(jí)閥門(mén)，從一級(jí)閥門(mén)和閥座之間的縫隙流入一級(jí)減壓室，在此過(guò)程中CNG氣體的壓力被大幅度降低。因?yàn)閺椈?、活門(mén)等有一定的質(zhì)量,在移動(dòng)中與閥體等一些其他零件都有摩擦。穩(wěn)壓的原理是力的平衡,因?yàn)閺椈傻男谐淌窃O(shè)定的,要達(dá)到平衡,出口腔的壓力必須跟彈簧力平衡,當(dāng)進(jìn)口壓力及流量變動(dòng)時(shí),利用彈簧力與出口腔的壓力平衡保持出口壓力基本不變。 減壓閥的工作原理減壓閥的工作原理簡(jiǎn)而言之就是：A:減壓；B:穩(wěn)壓。兩個(gè)基本功能缺一不可。就是說(shuō)這樣的一句話已經(jīng)說(shuō)明了減壓閥的兩個(gè)基本功能。由于在減壓過(guò)程中要吸收大量的熱量，減壓器上一般都設(shè)有將發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)水引人減壓器的水套，利用發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻水的熱量加熱減壓器。設(shè)計(jì)一種符合上述規(guī)范的減壓裝置，其中包括方案設(shè)計(jì)及工作原理的分析，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及重要零件的強(qiáng)度校核。 符合標(biāo)準(zhǔn)減壓調(diào)節(jié)器各部分應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)QC/T2451998的有關(guān)規(guī)定。1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目天然氣汽車(chē)供氣系統(tǒng)減壓裝置設(shè)計(jì) 題目說(shuō)明 設(shè)計(jì)參數(shù)規(guī)范減壓閥進(jìn)口額定壓力為20MPa，當(dāng)進(jìn)氣壓力為220MPa時(shí)，進(jìn)行一級(jí)減壓后，進(jìn)行二級(jí)減壓后，之后進(jìn)行三級(jí)減壓，而其閥口的開(kāi)啟程度由發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的真空度的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，但是可以調(diào)節(jié)初始開(kāi)度。天然氣的減壓裝置是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，它需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況改變供給混合器的低壓天然氣量從而使混合器配制不同空燃比的混合氣，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況的要求。國(guó)產(chǎn)減壓調(diào)節(jié)器在國(guó)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力是有限的，在國(guó)際上更是有限。如此昂貴的投資，會(huì)讓那些車(chē)主對(duì)汽車(chē)的改裝望而卻步。這主要是由于天然氣汽車(chē)在發(fā)展過(guò)程中會(huì)遇到很多困難。如果以1000立方米天然氣相對(duì)于1噸石油來(lái)計(jì)算，世界上天然氣的儲(chǔ)量和石油的儲(chǔ)量是在同一數(shù)量級(jí)的。雖然天然氣汽車(chē)在在近幾年來(lái)，在我國(guó)發(fā)展的很快，但是那只是相對(duì)的。 天然氣汽車(chē)減壓裝置設(shè)計(jì)的目的和意義從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，國(guó)際上燃?xì)馄?chē)技術(shù)逐漸進(jìn)入較快的發(fā)展時(shí)期。目前，國(guó)內(nèi)特別是四川、重慶等天然氣供氣減壓系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)已形成國(guó)產(chǎn)上萬(wàn)套的天然氣汽車(chē)減壓裝置的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，它們生產(chǎn)的產(chǎn)品成為國(guó)內(nèi)各大汽車(chē)廠燃?xì)馄?chē)改裝車(chē)用減壓器的指定產(chǎn)品。南充機(jī)械廠用進(jìn)口配件改裝了全國(guó)首批50輛壓縮天然氣汽車(chē)，并結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)國(guó)情，借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了天然氣汽車(chē)減壓裝置及其他車(chē)用燃?xì)庋b置的全部國(guó)產(chǎn)化。1986年，四川石油管理局南充機(jī)械廠組織人員再次著手該技術(shù)的研究工作。 天然氣汽車(chē)減壓裝置在我國(guó)的發(fā)展概況 天然氣汽車(chē)減壓裝置是隨著天然氣汽車(chē)的產(chǎn)生而產(chǎn)生的，同時(shí)，也隨著天然氣汽車(chē)的發(fā)展而發(fā)展。因此在燃?xì)夤┙o系統(tǒng)中必須要有減壓調(diào)節(jié)器。 pressure relief valve35 / 41目 錄摘要 .................................................................?ABSTRACT..........................................................П緒論 .................................................................1 1 1 11 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ............................